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1、第二章 海图,第一节 地图投影 第二节 恒向线 第三节 墨卡托投影海图 第四节 港泊图与大圆海图的投影方法 第五节 海图绘制与出版 第六节 识图 第七节 海图的分类和使用注意事项,地图投影,地图投影和比例尺 地图投影概念 局部比例尺与投影变形 普通比例尺/基准比例尺 地图投影分类 按投影变形性质分类 按构成地图图网的方法分类 平面投影、圆锥投影、圆柱投影、条件投影,地图投影概念,地表面事物部分或全部数学法则平面 任意一点均可用经纬度描述 仅需将经纬线平面(地图经纬线图网 ) 不可展曲面同比例缩小:地球仪 不同比例(拉伸、压缩):平面图 投影变形(长度、角度、面积变形),局部比例尺与投影变形,局
2、部比例尺 概念: 表达式: 比例尺与投影变形 同一地图上各点局部比例尺可能都不相同; 同一点各个方向局部比例尺可能都不相同; 某点各个方向局部比例尺相同保持该点为等角投影。,普通比例尺/基准比例尺,概念 取值 各个局部比例尺的平均值 某点或某线的局部比例尺 某基准点(线)的局部比例尺 表示法 数字比例尺:1:30 000 直线比例尺,比例尺作用 决定海图制图的精度 决定海图作业的精度 决定图上资料的详尽程度,地图投影分类(按投影变形性质分类),等角投影 概念 特性:局部相似:圆圆,角等角 整体变形:等圆不同大小圆 等积投影 概念 特性:与等角不能同时满足 (等角:半径比r/kr;面积比r2/k
3、2r2) 任意投影:根据某种特殊需要/解决某种特定问题而制作地图的投影方法。,平面投影/方位投影,外射投影: 极射投影:绘制半空星图 心射投影:大圆海图、极区地图、大比例尺港湾图 (极切投影、赤道切投影、任意切投影),圆锥投影,按位置关系分:正圆锥、横圆锥、斜圆锥投影 按投影变形分:等角、等积、任意投影,圆柱投影,正圆柱:等角正圆柱(墨卡托投影)航用海图 横圆柱:等角横圆柱(高斯投影)-极区、狭长、港湾图 斜圆柱 恒向线/等角航线 恒向线(rhumb line) 球面恒向线方程 恒向线性质 恒向线球面表现形式,球面恒向线方程,恒向线性质,当C = 000/180时:2 = 1。 当C = 09
4、0/270时:2 = 1。 以M(0, 0)代入恒向线方程得: 对应每个 2, 2仅一解。 上式可转化为: 以 2, 22, 等代入, 2将有无数解,恒向线球面表现形式,除航向C = 000/180,或者C = 090/270外,在地球表面上,恒向线表现为一条与所有子午线相交成恒定角度的、具有双重曲率的球面螺旋线,它逐渐趋向地极,但永远达不到地极。,墨卡托投影海图,航用海图应具备的两个条件 墨卡托投影/等角正圆柱投影 墨卡托海图特点 墨卡托图网绘制方法 (正规绘制方法、简易图网绘制原理和方法) 常见问题(Dep=DCos或D=Dep Sec ) 不同纬线比例尺问题、不同纬度岛宽问题 出发点与到
5、达点问题、比例尺与经线间距,正圆柱投影,经线 - 相互平行直线 纬线 - 相互平行直线(经、纬线相垂直) 等经差 经线 - 等间距 相互平行直线 等纬差 纬线 - 不等距 相互平行直线(渐长),墨卡托投影(纬度渐长率),概念:图上任意纬线至赤道的距离与图上1赤道里(图上经差1长度)的比值。(示意图) 公式: 特点:仅与纬度有关,与比例尺等无关。 意义: 如是墨卡托海图,则任意两经线间距离DMP; 制图时,使任意两经线间距离DMP,则该图等角; DMP渐长 在平均纬度处量距离,纬度渐长率示意图,墨卡托海图特点,图网特点:经线为南北向相互平行的直线,其上有纬度图尺;纬线为东西向相互平行的直线,其上
6、有经度图尺,且经线与纬线相互垂直。 经度1的长度(1赤道里)相等,但纬度1的长度(1海里)随纬度升高而逐渐变长,存在纬度渐长现象。 恒向线为直线,非最短航程航线。 具有等角特性。 同纬度纬线的局部比例相等,不同纬度的局部比例尺,随纬度的升高而逐渐增大。,正规墨卡托图网绘制方法,纸张大小,图幅经差 - 1赤道里长度e; 经差()1赤道里长度 - 绘画整度经线(间隔1或2或5); DMP(MP2-MP1)1赤道里长度 - 绘画整度纬线(与经线垂直); 绘画经度和纬度图尺:经线等分;纬线先10,再等分。 (END),东西距与经差: Dep 原理: 等纬圈弧长Dep是被放大了sec倍。 相邻两纬线间经
7、线放大,简易墨卡托图网绘制方法,例:以1经度等于6cm的比例尺,绘制120E124E,32N36N的简易图网。 图幅范围和经差-整度经线 在图的下端画一垂直与经线的直线,作为32N纬线。 自A点作一角度等于32.5,与121E经线相交与B点。 量取AC=AB,过C且垂直经线的直线,即为33N纬线。 用类似方法,画出其它纬线,港泊图与大圆海图投影方法,港泊图投影方法 高斯投影/高斯克-吕格投影: (原理、特点、应用) 平面图 心射投影:原理、特点、应用 大圆海图 投影原理和特点 使用注意事项,高斯投影原理,轴子午线-直线; 垂直轴子午线大圆-垂直轴子午线、等间距直线; 平行轴子午线小圆-平行轴子
8、午线直线(渐长); 轴子午线与赤道外经纬线-曲线,愈远,变形愈大。,高斯投影图特点,图网特点 具有等角投影特性。 轴子午线附近变形小 -经差小、纬差大的狭长区。 极区变形小-极区与高纬地区海图。 两种图网:经纬线和公里线图网,后者用于测量和军事。,大圆海图特点、使用注意事项,图网特点: 极切投影-所有经线为由极点向外辐射的直线,而所有纬线为以极点为圆心的同心圆; 赤道相切投影-经线为南北向相互平行的直线,纬线则为凸向赤道的圆锥曲线。 图上大圆弧为直线; 仅切点为等角投影,纵向变形横向变形;愈远变形愈大。 心射投影不是等角投影,不能在大圆海图上直接量取方向或夹角。除非图上绘制有变形向位圈,方可量
9、取大圆方位。 大圆海图上相同纬度处投影变形不同,不能在大圆海图上直接量取距离。除非图上事先绘制有量距曲线,才能用特殊的方法量取距离。,海图坐标系与出版,海图坐标系 各国为使椭圆体尽可能接近所在地区大地水准面-采用不同坐标系; 两T图坐标系位移量大于海图极限精度-坐标转换(图与图之间转换); 导航定位仪采用的坐标系与海图坐标系不同-坐标转换。 海图的出版与新版 新图(new chart) 新版图(new edition chart) 改版图(large correction chart),识图、海图标题栏,海图标题栏与图廓注记 海图基准面(高程基准面、深度基准面) 重要的海图图式 高程、水深和底
10、质 航行障碍物(礁石、沉船、其他重要图式) 助航标志(重要航标、雷达信标、灯标注记) 其他常用图式 常见高程、水深、礁石、沉船、碍航物图式 出版单位徽志、图幅地理位置和图名,编图资料说明: 投影性质、比例尺与基准纬度 深度/高程基准面和单位 图式版别、坐标系和资料来源等 其它: 与航行安全有关的说明和重要注意或警告等 对景图、潮信表、潮流表、换算表等资料 坐标系修正量,图廓注记,海图图号(chart number): 中版“按区、四角” 英版“按顺序、左上/右下、BA、L(XX)” 出版/发行情况(publication note): 图廓外下中新图出版发行单位、日期 外下中右新版、改版日期(
11、“1972”) 小改正(small correction):图廓外左下角 图幅(dimensions):图廓外右下角、内轮廓尺寸 阅图号、对数图尺。,高程、深度基准面,概念:山头、岛屿、明礁等的起算面 取值: 中版1985国家高程基准面 或:当地平均海面 英版MHWS(半日潮为主) 或:MHHW(日潮为主) 或:MSL(无潮海区) 概念:海图水深、干出高的起算面 取值: 中版理论最低潮面 (旧称:理论深度基准面) 英版天文最低潮面,高程、特殊高程,概念:陆上数字、部分水上带括号数字 起算面: 单位:中版 m;英版 m(米制)/ ft(拓制) 特殊高程: 标注:10m:标至整米(舍小数部分) 灯
12、高(elevation):MHWS光源中心 干出高:自深度基准面以上的高度。 比高:自地物、地貌基部地面至顶端的高度,即物标本身的高度。 净空高:MHWS/ 江河高水位中下梁最低点/ 管线最低点 山高:高程点+等高线、草绘线(虚线)、山形线(无高程) 建筑物高程:基部地面高程、比高、顶高,水深,概念:海图水面数字 起算面: 单位: 中版m; 英版m(米制)或 fm & ft(拓制) 字体: 斜体新测/ 小C; 直体不准、来自旧/小C,特殊水深:带点线圈 扫海水深: 等深线: “虚实”、“层次” 注记: 31m:整米,底质(nature of the seabed),概念:海底性质,如:沙(sa
13、nd,S)、泥(mud,M)、粘土(coral,Cy)、石(stone,St)、岩石(rock,R)、珊瑚(coral,Co)和贝(sheels,Sh)等。 注记顺序:先形容词后种类,如: 软泥(soM)。 混合底质:先多后少,如:MS,SM。 分层底质:先上后下,如:S/M、M/S。,礁石(rock)沉船(wrecks/WK),礁石:海中突出、孤立的岩石。区分为: 明礁(rock uncovered):明礁平均大潮高潮时露出的孤立岩石,与小岛同样表示。 干出礁(drying rock):平均大潮高潮面下,深度基准面以上的孤立岩石。 适淹礁(rock awash):深度基准面适淹的礁石。 暗礁
14、(reef, submerged rock):深度基准面以下的孤立岩石。 危险沉船 非危险沉船 中版: 20m 20m 英版: 28m 28m 其他: 已知最浅深度沉船、深度不明的沉船 未精测沉船、经扫海探测的沉船 部分船体露出沉船、仅桅杆(mast)露出沉船,其他重要图式,重要缩写 疑存/ED(existence doubtful) 疑深/SD(sounding doubtful) 疑位/PD(position doubtful) 概位/PA(position approximate) 据报/Rep.(reported) “碍/Obstn”:不明性质、深度障碍物 “碍锚/Foul”:沉船残骸
15、及其它有碍抛锚和拖网的地区。,灯标注记,注记顺序: 节奏颜色周期灯高射程 如:FlR6s75m15M 基本灯质: 定光F: 闪光Fl: 明暗光Oc: 互光Al:,闪光: 单闪光Fl: 长闪光LFl:2s 快闪Q:50-80(我:60) 甚快闪VQ:80-160(我:120) 超快闪UQ:160次/秒 其他: 联闪光Fl(2)、混合联闪光Fl(2+1) 定闪光FFl、等明暗Iso. FlRW、AlFlRW,常见高程图式,等高线及高程点 建筑物高程 建筑物顶高 建筑物比高 树梢概略高度,常见水深图式,实际位置的水深 移位水深 狭水道最浅水深 未测到底水深 直体注记水深 干出高度,常见礁石图式,明礁(屿) 干出礁 适淹礁 深度不明暗礁 已知深度暗礁 非危险暗礁,常见沉船图式,危险沉船 非危险沉船 已知最浅深度沉船 经扫海探测的沉船 未精测的沉船 部分船体露出沉船 仅桅杆露出的沉船 按比例绘画的沉船,常见碍航物图式,沉船残骸及其他碍锚地 深度不明的障碍物 已知最浅深度的障碍物 经扫海的障碍物 渔栅 渔礁 贝类养殖场,重要航标图式,灯塔、灯桩